Extreem koud weer kan ongewone verschijnselen veroorzaken, van zogenaamde zeerook tot modderige oceaangolven. Zoals atmosferische wetenschapper Scott Denning uitlegt:deze opvallende gebeurtenissen worden voornamelijk veroorzaakt door het gedrag van water bij zeer lage temperaturen.

Waarom lijkt het water van het meer en de oceaan te stomen tijdens koude kiekjes?

Er zijn drie fasen, of staten, van water:vast ijs, vloeibaar water en gasvormige waterdamp. Zelfs bij extreem koud weer, vloeibaar water kan niet kouder zijn dan het vriespunt - ongeveer 32 graden Fahrenheit - dus het oppervlak van de oceaan is veel warmer dan de lucht erboven.

Veel water verdampt vanuit de warmere oceaan naar de koudere droge lucht erboven. Zodra dit onzichtbare gas ook maar een klein beetje boven het relatief warme water uitstijgt, het raakt lucht die veel kouder is en niet veel damp kan bevatten, dus de damp condenseert tot microscopisch kleine druppeltjes vloeibaar water in de lucht.

Sommige mensen noemen de piekerige wolken die worden veroorzaakt door condensatie net boven de winterse oceaan of meren "zeerook". Dat is een betere term dan stoom. Echte stoom is zeer hete waterdamp - dat wil zeggen, water in de gasfase, die onzichtbaar is.

Weerkijkers lijken erg opgewonden te raken over onweersbuien. Wat is het en waarom is het zeldzaam?

Donder is een sonische knal die ontstaat wanneer een bliksemschicht ervoor zorgt dat de lucht sneller uitzet dan de snelheid van het geluid. Bliksem wordt gevormd door vonken van statische elektriciteit tussen de wolken en de grond. De wrijving die deze statische elektriciteit vormt, wordt meestal veroorzaakt door snel stijgende "thermieken" van drijvende lucht op warme zomerdagen, daarom komen onweersbuien vaak voor in de zomer.

Lucht kan niet opstijgen uit de koude wintergrond omdat koude lucht dicht is, dus donder in de winter is vrij ongebruikelijk. Onweersneeuw gebeurt wanneer er echt koude lucht uit het noorden komt. Deze koude lucht is dichter dan de lucht aan de oppervlakte, dus het valt letterlijk naar beneden, oppervlaktelucht over de bovenkant ervan duwen. Dit kan precies dezelfde soort statische lading veroorzaken als een zomeronweer, en BOEM – dondersneeuw! Dit gebeurt alleen bij een echt dramatische verandering in temperatuur, zoals de nadering van een Arctisch koufront.

Hoe vaak komt het voor dat de oceanen buiten de poolgebieden bevriezen?

Zout water heeft een lager vriespunt dan zoet water, daarom strooien we zout op onze straten en trottoirs om in de winter ijs te smelten. Zeewater is zo zout dat het echt koud moet worden om te bevriezen - ongeveer 28 F. Het is vrij ongebruikelijk dat zeewater bevriest in de continentale Verenigde Staten, hoewel het de hele tijd gebeurt in de Arctische winter.

Als zeewater bevriest, het meeste van zijn zout wordt naar beneden geduwd in het oceaanwater eronder. Dit is de reden waarom mensen in het noordpoolgebied zee-ijs kunnen smelten voor drinkwater. Terwijl zich kleine stukjes zoetwaterijs vormen aan het oppervlak van de oceaan, het resterende water wordt zouter en zouter, dus het wordt steeds moeilijker om het te bevriezen.

Maar soms als het extreem koud is geweest, kleine ijsschotsen vormen zich aan het oppervlak van de oceaan. Golven breken ze op, zodat het oppervlak als een golvende slurpee kan worden. Voor iedereen die de kou wil trotseren, het is wild om aan de kust te staan ​​en naar de rokende modderige zee met zijn slow-motion branding te kijken. Bij de polen, het is zo koud dat drijvende ijskristallen uiteindelijk samenkomen en stollen tot zee-ijs.

Wetenschappers hebben ontdekt dat Mars ook sneeuwval heeft. Hoe verschillen ze van sneeuw op aarde?

De atmosfeer op Mars is bijna pure koolstofdioxide, dat we kennen als het belangrijkste broeikasgas dat de klimaatverandering hier op aarde veroorzaakt. Maar de atmosfeer van Mars is veel dunner dan de onze, dus het houdt niet veel warmte vast. Op een mooie zomerdag op Mars, temperaturen kunnen 70 F bereiken en dezelfde nacht dalen tot min 100 F.

De winters zijn daar nog kouder. Het wordt zo koud in poolwinters op Mars dat de lucht zelf bevriest, het maken van kleine kooldioxide-sneeuwvlokken ter grootte van rode bloedcellen, die zich diep genoeg opstapelen om poolkappen van droogijs te maken.

Tijdens de lange poolnacht, ongeveer een derde van de hele atmosfeer van Mars valt als sneeuw. Dit maakt een gedeeltelijk vacuüm, de wind van het zomerhalfrond van de planeet naar het winterhalfrond zuigen om het verschil te compenseren. In de lente, deze winden op planeetschaal veranderen van richting terwijl het droogijs weer gas wordt en begint uit te vallen aan de andere kant van Mars.

Verder weg in het zonnestelsel, de "ijsreuzen"-planeten en veel van hun manen hebben enorme hoeveelheden water en koolstofdioxide-ijs - veel grotere hoeveelheden dan al onze oceanen. Maar op aarde, droogijs kan niet boven min 110 F ontstaan. Er zal dus nooit kooldioxide-sneeuw op onze planeet zijn - alleen bevroren water in al zijn vele vormen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.